第二章-原料的預處理-資料下載頁
2025-08-05 15:32本頁面
【正文】 性細胞冷凍使其成為剛性球體，降低破碎難度。 操作：細胞懸浮液以噴霧狀高速凍結（凍結速度為數(shù)千 ℃ ／ min），形成粒徑小于 50μm的微粒子。高速載氣 （如氮氣，流速約 300m/s）將凍結的微粒子送入破碎 室，高速撞擊撞擊板，使凍結的細胞發(fā)生破碎。 特點：① 細胞破碎僅發(fā)生在與撞擊板撞擊的一瞬間，細胞破 碎均勻，可避免反復受力發(fā)生過度破碎的現(xiàn)象； ② 細胞破碎程度可通過無級調(diào)節(jié)載氣壓力（流速）控 制，避免細胞內(nèi)部結構的破壞，適用于細胞器（如 線粒體、葉綠體等）的回收。 撞擊破碎適于微生物細胞和植物細胞的破碎。 4. 超聲破碎法： 機理 ：在超聲波作用下液體發(fā)生空化作用，空穴的形成、 增大和閉合產(chǎn)生極大的沖擊波和剪切力，使細胞 破碎。 該法 操作簡單，可連續(xù) /批式操作， 超聲波破碎很強烈，適用于多數(shù)微生物的破碎，有效能利用率低，破碎過程產(chǎn)生大量的熱，對冷卻的要求相當苛刻，故不易放大，主要用于實驗室規(guī)模的細胞破碎。 影響因素 ：聲強、聲頻、溫度、時間、離子強度、 pH、 細胞類型。 5. 化學試劑處理： 用表面活性劑或有機溶劑（甲苯）處理細 胞，增大細胞壁的通透性，降低胞內(nèi)產(chǎn)物 的相互作用，使之容易釋放。 該法簡單， 內(nèi)含物釋放少，產(chǎn)物較純，可規(guī)?；? 產(chǎn)，但適用面窄。 6. 酶溶： 利用溶解細胞壁的酶處理菌體細胞，使細胞壁受到 部分或完全破壞后，增大胞內(nèi)產(chǎn)物的通透性，使 產(chǎn) 物得以釋放。 該法操作 簡單、 溫和，選擇性強，酶 能快速地破壞細胞壁，而不影響細胞內(nèi)含物的質(zhì) 量，但缺點是酶的費用高， 可規(guī)?；a(chǎn)，但適 用面窄。 7. 滲透壓沖擊法： 將細胞置于高滲透壓的介質(zhì)中，使之脫水收縮，達到平衡后，將介質(zhì)突然稀釋或?qū)⒓毎D(zhuǎn)置于低滲透壓的水或緩沖溶液中，在滲透壓的作用下，外界的水向細胞內(nèi)滲透，使細胞變得腫脹，膨脹到一定程度，細胞破裂，它的內(nèi)含物隨即釋放到溶液中。適用于不具有細胞壁或細胞壁強度較弱細胞的破碎。 該法破碎率低，產(chǎn)物釋放較好，操作復雜，條件要求苛刻，處理樣品量少，費用高。 8. 凍結 融化法 : 機理：一是在冷凍過程中會使細胞膜的疏水鍵結構破裂， 從而增加細胞的親水性；二是冷凍時胞內(nèi)水結晶形 成冰晶粒，引起細胞膨脹而破裂。 操作：將細胞急劇凍結至－ 20℃ ――15 ℃ ，使之凝固，然 后在室溫緩慢融化，此凍結 融化操作反復進行多 次，使細胞受到破壞。 缺點：反復凍融會使蛋白質(zhì)變性，從而影響活性蛋白質(zhì)的 回收率。 凍結 融化法適用于比較脆弱的菌體。 目標產(chǎn)物的選擇性釋放 原則： （ 1）當目標產(chǎn)物在細胞膜附近時，采用較溫和的 方法（酶溶等）。當目標產(chǎn)物在細胞質(zhì)內(nèi) 時，采用強烈的機械破碎法。 （ 2）若提取的產(chǎn)物與細胞膜或細胞壁相結合時， 可采用機械法和化學法相結合的方法，以促 進產(chǎn)物溶解度的提高或緩和操作條件，但保 持產(chǎn)物的釋放率不變。 選擇破碎法的依據(jù)： 細胞的處理量：大規(guī)模，則一般采用機械法，而實驗室規(guī)模 的，則選擇非機械法。 細胞壁的強度和結構：酵母和真菌，含有纖維素和幾丁質(zhì)， 比細菌的胞壁強度大，應選擇高壓勻 漿法。而對于有高分子的微生物， 會阻塞勻漿氣閥而不能應用。 目的產(chǎn)物對破碎條件的敏感性： 破碎程度：由于破碎會使細胞碎片細小，使固液分離困難， 所以，適宜的操作條件是在高的產(chǎn)物釋放率，低 能耗和便于后續(xù)提取三個方面權衡。
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